冰规则流形化：二维人工自旋系统中的相变、拓扑缺陷与流形恢复
介观与纳米尺度物理
2020-04-08 v1
摘要
人工自旋冰是由相关纳米尺度磁性岛阵列构成的系统，是研究拓扑在临界现象中作用的极佳平台。本文研究了一类由岛旋转参数化的连续自旋冰几何。借此，我们从经典方形冰形变为近期研究的风车几何，以旋转角作为调控岛间相互作用的代理。我们利用洛伦兹透射电子显微镜对热退火钴阵列进行实验，观察到此类几何中基态磁序从反铁磁到铁磁的变化。序的变化导致所支持缺陷性质明显改变：反铁磁相中的一维弦状结构变为铁磁相中的二维涡旋状结构，与Kibble-Zurek机制预测的标度一致。我们的结果表明，人工自旋冰中的磁序可通过几何改变来调节，从而在二维系统中实现真正受挫的冰规则相。此外，我们展示了该系统可作为研究跨相非平衡动力学的试验台。
引用
@article{arxiv.1908.08903,
title = {Ice-rule made manifold: phase transitions, topological defects and manifold restoration in two-dimensional artificial spin systems},
author = {Gavin M. Macauley and Gary W. Paterson and Yue Li and Rair Macêdo and Stephen McVitie and Robert L. Stamps},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.08903},
year = {2020}
}
备注
18 pages, 5 figures